TW202223239A - 真空泵和用於控制真空泵之操作功率的方法 - Google Patents

Abstract

本發明有關用於控制真空泵(2)之操作功率的方法，此真空泵建構為連接至想要被泵吸氣體之容積，其中此方法包含： 步驟(102,202)，偵測抽空的起始，其中遍及第一預定時間段，偵測出自以下參數之至少一參數的趨勢： 真空泵(2)之操作功率， 在真空泵(2)的排放口(10)所測量之壓力， 與第一預定閾值進行比較， 且當偵測到抽空的起始時， 步驟(103,203)，遍及第二預定時間段，基於出自以下參數之至少一參數的趨勢評估待被泵吸之容積： 真空泵(2)的操作功率， 在真空泵(2)之排放口(10)所測量的壓力，及 步驟(104,204)，限制真空泵(2)之操作功率，其中真空泵(2)的操作功率作為評估容積之函數受限制。

Description

真空泵和用於控制真空泵之操作功率的方法

本發明有關真空泵及用於控制真空泵的操作功率之方法，尤其是可包含多數串聯的泵吸階段之真空泵，其中待被泵吸的氣體在吸入口與排放口之間循環。

於一些應用中，例如半導體基板或平面螢幕的製造，其係需要將氣體泵吸進入可具有相當大容積之腔室。例如，這是某些用於裝載及卸載的氣鎖室之案例(亦稱為「裝載鎖」)。

裝載/卸載的氣鎖包含連接腔室的內部與在大氣壓力之下的區域、如同用於裝載至少一個基板之清潔室的第一門件、及用於將基板卸載進入抽空之後的製程腔室之第二門件。每次裝載或卸載基板都需要將腔室中的壓力降低，且接著交替地升高。在由大氣壓力抽空用於處理基板之製程腔室時，此等壓力變動亦可在沒有裝載/卸載氣鎖之情況下發生。

當泵吸負載增加時，藉由真空泵所消耗的馬達功率增加，這尤其是每次於大氣壓力下抽空氣鎖之案例。為了防止在過長的時間段內所消耗之馬達功率過高，例如因為待被抽空的容積相當大，真空泵之馬達電流可保持於最大功率值。對真空泵的功率之封頂使得可能防止其跳開或過熱。

然而，對真空泵進行封頂可導致性能的損失，這在其他案例中係不需要，尤其是用於小容積之腔室的抽空，因為功率中之增加是偶然的，並可在沒有真空泵之風險的情況下吸收。

為了克服此問題，真空泵之組構可為於工廠中在其生產期間進行調整，以便作為真空泵意欲連接的腔室容積之函數來將操作功率封頂。

然而，此工廠組構導致要實施的補充步驟，如同真空泵於其生產期間進行跟蹤，並意味著必需將適當建構之真空泵僅用於一種獨特的應用類別。

因此，人們試圖提供一種解決方案，使其可能至少局部地克服上述缺點。

為此目的，本發明之主題係用於控制真空泵的操作功率之方法，此真空泵建構為連接至想要被泵吸氣體的容積，此方法包含： 偵測抽空之起始的步驟，其中遍及第一預定時間段，偵測出自以下參數的至少一參數之趨勢： 真空泵的操作功率， 在真空泵之排放口所測量的壓力， 與第一預定閾值進行比較， 且當偵測到抽空之起始時， 遍及第二預定時間段，基於出自以下參數的至少一參數之趨勢評估待被泵吸的容積之步驟： 真空泵的操作功率， 在真空泵之排放口所測量的壓力，及 限制真空泵之操作功率的步驟，其中真空泵之操作功率作為評估容積的函數受限制。

真空泵可為直接連接至待被泵吸之容積、或經由輔助真空泵或經由連結真空泵的吸入口至待被泵吸之容積的管道組來連接。輔助真空泵對應於具有其自身之馬達的真空泵。輔助真空泵係例如羅茲型之容積式真空泵。

根據本發明的另一態樣，遍及第一或第二預定時間段，參數之趨勢遍及此參數的時間對應於此趨勢之平均斜率(或平均差)。

根據本發明的另一態樣，待被泵吸之容積的評估包含基於真空泵之操作功率參數的趨勢所作成之待被泵吸容積的第一次評估、及基於在真空泵之排放口所測量的壓力參數之趨勢所作成的待被泵吸容積之第二次評估，待被泵吸的容積基於其趨勢遍及第二預定時間段為最規律之參數而評估為優先(斜率始終為正或負，或差值符號的變化最少)。

根據本發明之另一態樣，當基於在排放口的壓力參數所評估之容積與基於真空泵的操作功率參數所評估的容積之間的偏差超過預定值時，發出警報。

根據本發明之另一態樣，基於真空泵的操作功率待被泵吸之容積的評估包含此真空泵在第二預定時間段期間之操作功率的下降之平均斜率的評估、和此經評估斜率及與待被泵吸之不同容積相關聯的節省功率斜率值之比較。當真空泵與定位於真空泵上游的輔助真空泵串聯地定位時，基於真空泵之操作功率而待被泵吸的容積之評估可包含真空泵在第二預定時間段期間的操作功率之平均增長斜率的評估、和此經評估斜率及與待被泵吸之不同容積相關聯的節省功率斜率值之比較。

根據本發明的另一態樣，基於在真空泵之排放口所測量的壓力，待被泵吸容積之評估包含此真空泵的排放口在第二預定時間段期間所測量之壓力的下降之平均斜率的評估、和此經評估斜率及與待被泵吸之不同容積相關聯的節省功率斜率值之比較。

根據本發明的另一態樣，第二預定週期係於3與15秒之間，單獨對於真空泵尤其是10秒。

根據本發明的另一態樣，針對與輔助真空泵串聯之主真空泵，第二預定週期係在10與100秒之間，尤其是30秒。

根據本發明的另一態樣，第一預定週期係於50 ms與兩秒之間，尤其是一秒。

根據本發明的另一態樣，待被泵吸之容積對應於連接至真空泵的吸入口之腔室的容積。此連接可為直接或經由另一真空泵作成。

本發明亦有關真空泵，其建構為連接至想要被泵吸氣體之腔室，並包含定位在真空泵的排放口之壓力感測器，該真空泵包含處理單元，其建構為： 偵測抽空的起始，其中遍及第一預定時間段，偵測出自以下參數之至少一參數的趨勢： 真空泵之操作功率， 在真空泵的排放口所測量之壓力， 與第一預定閾值進行比較， 且當偵測到抽空的起始時， 遍及第二預定時間段，基於出自以下參數之至少一參數的趨勢，評估待被泵吸之容積： 真空泵的操作功率， 在真空泵之排放口所測量的壓力， 限制真空泵之操作功率作為所評估容積的函數。待被泵吸之評估容積越大，就越要限制操作功率，以便防止泵過熱或跳開。

根據本發明的另一態樣，真空泵係多級主真空泵。

根據本發明之另一態樣，真空泵建構為與輔助真空泵串聯，該輔助真空泵定位於此真空泵的上游。

在這些圖面中，完全相同之元件具有相同的參考值。

下面之實施例係範例。儘管此提及一個以上的實施例，但這並不一定意味著每一個參考值都與同一實施例有關，或這些特徵僅只適用於單一實施例。不同實施例之簡單特徵亦可組合或互換以提供其他實施例。

本發明有關真空泵及用於控制真空泵的操作功率之方法。例如，真空泵係多級主真空泵。圖1表示裝置1的簡化圖，此裝置包含此一乾式真空泵2及腔室3，真空泵2係例如經由閥門4連接至腔室3，用於泵吸此腔室3。如果腔室3係製程腔室，在所謂之「製程」步驟期間，可將大約數slm或數十slm的相當大之氣體流量例如循環地引導進人腔室3。事實上，腔室3例如對應於用以製造電子基板的製程腔室，當基板被引導進人製程腔室或由製程腔室移除時，其壓力在基板沉積或蝕刻階段期間由大氣壓力交替地下降至例如小於10 Pa之極低壓力。這些製程步驟可在所謂的「閒置」步驟之前及之後進行，於此期間導人的氣體流量為低或零。

如果腔室3係裝載/卸載氣鎖、或「裝載鎖」，亦可隨著時間之推移重複地導人相當大的流量。

圖2呈現圖1之真空泵2的立體、部分橫截面及透明之示意圖。

在圖1及2的範例中，真空泵2包含定子5、第一軸桿6及第二軸桿7，於二軸桿上分別配置第一轉子8a及第二轉子8b。轉子8a及8b建構為在定子5中以相反方向同步地旋轉，以由真空泵2之吸入口9驅動待被泵吸的氣體G至真空泵2之排放口10。例如，轉子8a及8b具有完全相同的輪廓、如同「羅茲」或「爪形」類型之葉瓣。根據另一範例，泵吸轉子可為「螺桿」類型者。

真空泵2包含至少一個泵吸級，於圖1的範例之案例中為五級，分別標示為T1、T2、T3、T4及T5。每一個泵吸級包含各自的入口及出口。連續之泵吸級藉由各自的級間通道14(在圖2中可看見)一接一地串聯起來，並連接泵吸級之出口，此出口於隨後的泵吸級的入口之前。在旋轉期間，由入口吸入的氣體被捕獲於藉由轉子8a、8b所產生之容積中，接著藉由轉子8a、8b驅動至排放口10(氣體的循環方向係藉由圖1及圖2中之箭頭G所說明)。真空泵2尤其是稱為「乾式」，因為在操作中，轉子8a、8b於定子5內側迴轉，它們之間或與定子5未機械式接觸，而使得其可能在泵吸級T1-T5中未使用油。於此示範性實施例中，乾式真空泵2係多級主真空泵。主真空泵係容積式真空泵，其使用二個轉子8a及8b，在大氣壓力之下吸入、傳送接著排放待被泵吸的氣體。

因此，腔室3界定想要被泵吸之氣體的容積。此腔室3與真空泵2之間的連接係於真空泵2之吸入口9處作成。真空泵2亦可包含例如定位在其排放口10處的壓力感測器12。於排放口10處測量之此壓力變動可代表包含待被泵吸的容積之腔室3內側的壓力變動(當這些變動係顯著時)。

真空泵2亦包含處理單元13，其可連接至位在排放口10之壓力感測器12。處理單元13可包含一個以上的控制器或微控制器或處理器及記憶體，用於執行一系列實行與真空泵2相關聯之不同功能的程式指令，且尤其是用於控制真空泵2之最大操作功率的方法之諸多步驟，其將在下文的敘述中加以說明。

圖3表示用於根據第一實施例控制真空泵2之操作功率的方法之不同步驟的流程圖，其中真空泵2在其排放口10處包含壓力感測器12。

第一步驟101有關藉由定位於真空泵2之排放口10的壓力感測器12所測量之壓力的測量。此等壓力測量係以規律之時間間隔施行，例如每隔50 ms。

第二步驟102有關偵測抽空的起始，也就是說一階段，其中腔室3內側之壓力很高，例如接近大氣壓力的壓力，且其中開起泵吸循環，以抽空並將腔室3中之壓力減少至預定壓力。

此偵測係基於在步驟101期間所施行的壓力測量來施行。

遍及第一預定時間段，此偵測係藉由比較在排放口10所測量之壓力值的趨勢與第一預定閾值來施行。

第一預定時間段係例如小於2 s，尤其是大約1 s。例如，使用於描述趨勢之特徵的參數對應於在第一預定時間段於排放口10的壓力趨勢(作為時間之函數)的平均斜率或平均差值(時間差)。

圖4表示在抽空之起始時，藉由壓力感測器12在用於二個不同腔室容積3的真空泵2之排放口10所測量的壓力趨勢之範例。

當壓力增加時，會偵測到抽空的起始。在開始抽空之前，於真空泵2的排放口之壓力係例如大約1000 mbar，接著壓力突然增加(在1 s至2 s內)至1800 mbar，如圖4中於時間t0處所表示(在此壓力增加期間，二條曲線c1及c2重疊)。例如，遍及於50 ms與2秒之間的時間、例如一秒，壓力的趨勢係藉由計算在真空泵2之排放口所測量的壓力之時間差來決定，其將作為指標。當此差值為正且大於第一預定閾值、例如100 mbar/sec時，就偵測到抽空的起始。

抽空之起始可藉由超過預定閾值、例如1500 mbar的壓力測量來確認。在圖4中，第一條曲線c1係與2 m ³(或2000 L)之第一容積相關聯，第二條曲線c2係與1 m ³(或1000 L)的第二容積相關聯。因此，用於兩條曲線c1及c2，在瞬間t0之壓力由大約1000 mbar(100000 Pa)上升至大約1800 mbar(180000 Pa)。接著此壓力於最初幾秒強勁地下降，接著緩慢地增加。

如在本範例中，如果平均斜率的值大於(絕對值)第一預定之閾值，則偵測到抽空之起始。事實上，當起始抽空時，腔室中的壓力很高，例如實質上等於大氣壓力，且當起始抽真空時，壓力強勁地下降。此強勁下降可在真空泵2之排放口10處所測量的壓力中偵測到，因為真空泵2之排放口10處的壓力接著由於被泵吸之相當大量氣體而強勁地增加。

再者，第一預定閾值可根據真空泵2的類型來調整，用於控制操作功率之方法係適用於此真空泵。

遍及第二預定時間段，第三步驟103有關基於步驟101中所測量的壓力趨勢來評估待被泵吸之容積。

當在步驟102中偵測到抽空的起始時，且當所測量之最大壓力值不再增加(零壓差)時，施行第三步驟103。

第二預定週期大於第一預定週期，且例如在5秒與15秒之間，尤其是如本範例中的10秒。例如，遍及代表於排放口10之壓力(作為時間的函數)之曲線的第二預定時間段，壓力之趨勢係藉由平均斜率(或平均時間值)的值來決定。

由對應於最大壓力值之瞬間t1或由評估的起始之偵測(例如，t0+1s)，在此第二預定時間段期間，壓力c1、c2的趨勢之平均斜率的值接著與所節省之值及與不同容積相關聯的值進行比較。

於圖4之案例中，曲線c1遍及首先10秒由t1具有-15 mbar/s(-1500 Pa/s)的平均斜率f1，反之曲線c2遍及首先10秒由t1具有-30 mbar/s(-3000 Pa/s)的平均斜率f2。然後，這些平均斜率接著可與儲存在資料庫中之平均斜率值進行比較。此資料庫係例如節省於處理單元13的記憶體中。

遍及10秒之壓力的平均斜率值及與這些平均斜率值相關聯之容積能以表格的形式或曲線之形式儲存，其x軸線及y軸線分別對應於平均斜率值及容積值，或反之亦然。例如，此曲線係藉由外推法自數個決定值獲得。圖5表示此曲線的範例。此曲線可藉由線性回歸來建模，以提供線性方程式(在此y=66.667x+3000)，給出與平均壓力斜率相關聯之容積。

因此，藉由比較所決定的斜率值及於資料庫中所節省之值或來自預先建立的曲線方程式之值，有可能評估與所決定的斜率相關聯之容積。在圖4的範例中，-15 mbar/s(-1500 Pa/s)之平均斜率係與2 m ³的容積相關聯，且 -30 mbar/s(-3000 Pa/s)之平均斜率係與1 m ³的容積相關聯。

第四步驟104有關最大操作功率作為步驟103中所評估之容積的函數之應用。事實上，為了防止過熱或防止真空泵2跳開，可能需要限制真空泵2的操作功率。腔室3中之容積越大(且因此泵吸時間越長)，則真空泵2的功率必需降低越多。因此，於圖4之案例中，當待被泵吸的評估容積為1 m ³時，最大功率可設定在4000 W，且當待被泵吸的評估容積為2 m ³時，最大功率可設定為3500 W。例如，作為待被泵吸容積之函數的最大功率值能以表格或曲線之形式保存於資料庫中。因此，最大操作功率受限作為待被泵吸容積的函數，使得容積越大，則操作功率降低越多。

於步驟103及104中所敘述之資料庫及曲線可保存在處理單元13的記憶體中、或保存於處理單元13所連接之處理單元13外部記憶體中。

因此，對真空泵2的排放口10之壓力趨勢的監控使能夠偵測到抽空之起始及評估抽空時待被泵吸的容積成為可能，並使決定待被施加之真空泵2的最大功率成為可能，以限制真空泵2在抽空期間發生故障之風險。

圖6表示根據第二實施例用於控制真空泵2的操作功率之方法的不同步驟之流程圖。在此第二實施例中，於排放口10的壓力感測器12係不需要。

第一步驟201有關決定真空泵2之操作功率或操作負荷。例如，此決定係藉由真空泵2的處理單元13、如同先前所敘述之處理單元13所作成，並可藉由測量代表真空泵2的操作功率之參數、如同馬達電流來完成。操作功率取決於待被泵吸的氣體量，且因此取決於腔室3中之壓力。

第二步驟202有關抽空的起始之偵測，也就是說一階段，其中腔室3中的壓力很高，例如接近大氣壓力之壓力，且在此階段中開始泵吸循環以抽空並將腔室3中的壓力降低至預定壓力。

圖7表示在抽空之起始時，用於三個不同腔室3容積的真空泵2之操作功率的趨勢之用p1、p2及p3標示的代表性曲線之範例。

第一條曲線p1係與1000L(1 m ³)的第一容積相關聯，第二條曲線p2係與200L(0.2 m ³)之第二容積相關聯，且第三條曲線p3係與20L(0.02 m ³)的第三容積相關聯。

操作功率之變動係包含待被泵吸容積的腔室3中之壓力的函數。因此，對於在排放口10之壓力，當操作功率的變動超過第一預定閾值時偵測到抽空之起始成為可能。

當功率中的增加於50 ms與2 s之間的第一預定時間段內、例如1 s超過預定閾值時，偵測到抽空之起始。為此，例如遍及此第一預定時間段決定時間差，並將其與預定閾值、例如300 W/s進行比較。在圖7的案例中，於抽空的起始之前的功率大約為800 W，且針對不同曲線迅速地(少於2 s)上升至大於4000 W之值(針對曲線p1大約為5800 W，且針對曲線p2及p3大約為4500 W)，使得遍及1 s的時間差超過第一預定閾值，並因此偵測到抽空之起始。此抽空的偵測可藉由超過4000 W的功率值來確認。

對於具有壓力之第一實施例，在第一預定時間段期間、於此為1 s，功率的趨勢之平均斜率(或平均時間差)的值係與第一預設閾值之值、例如300 W/s進行比較。如果在第一預定時間段期間、於此為1 s的操作功率之趨勢的平均斜率係大於此預定閾值，則偵測到抽空之起始。此第一預定閾值可根據真空泵2的類型進行調整，用於控制真空泵2之操作功率的方法係應用於此真空泵。

第三步驟203有關基於真空泵2之操作功率遍及第二預定時間段的趨勢，對待被泵吸之容積進行評估。

當在步驟202中偵測到抽空的起始時，施行此第三步驟203，且此功率經過最大值(零差值)。

第二預定時間段大於第一預定時間段，且在本案例中例如係於5 s與15 s之間、尤其是10 s。

然後，在此由對應於功率最大值(零差值)的時間t1(在圖7之案例中，此瞬間t1對於三條曲線p1、p2及p3實質上相同)的第二預定時間段期間，真空泵2之操作功率的時間趨勢之平均斜率的值係比較於所保存及與不同容積有關聯之值。

在圖7的案例中，第一條曲線p1遍及由t1開始的前10秒具有-27 W/s之平均斜率，第二條曲線p2遍及由t1開始的前10秒具有-53 W/s之平均斜率，且曲線p3具有  -350 W/s的平均斜率。然後，這些平均斜率可比較於資料庫中所儲存之平均斜率值。

遍及10秒的操作功率之平均斜率值及與這些平均斜率值相關聯的容積能以表格之形式或以曲線的形式儲存，其x軸線及y軸線分別對應於平均斜率值及功率值，或反之亦然。例如，此條曲線係藉由來自數個決定值的外推法所獲得。圖8代表此一標示為g之曲線的範例，而在y軸線上具有以瓦特/秒為單位之功率斜率，且於x軸線上具有以公升為單位的容積。此曲線顯示實質雙曲線之下降，並可藉由與二曲線部分相關聯的二線性回歸來接近，第一條直線g1與小於50L之容積相關聯，且第二條直線g2與大於或等於50L的容積相關聯。

因此，藉由比較所決定之功率的平均斜率值與保存在資料庫中之值或基於一個以上的預界定之對應曲線，評估與在第二預定時間段期間所決定之平均功率斜率相關聯的容積係可能的。於圖7之範例中，-27 W/s的平均斜率係與1000L之容積相關聯，-53 W/s的平均斜率係與200L之容積相關聯，且-350 W/s的斜率係與20L之容積相關聯。

第四步驟204有關作為步驟203中所評估的容積之函數的最大操作功率之應用。事實上，為了防止過熱或防止真空泵2跳開，可能有需要限制真空泵2的功率。腔室3中之容積越大(且因此抽空中的泵吸時間越長)，則真空泵2之功率就必需降低越多。因此，在圖7的案例中，當待被泵吸之評估容積為1000L (1 m ³)時，最大功率被設定為3500W，當待被泵吸的評估容積為200L (0.2 m ³)時，最大功率被設定為4000W，且當待被泵吸之評估容積為20L (0.02 m ³)時，沒有功率限制。例如，最大操作功率值及相關聯的評估容積被保存於資料庫中。在步驟203及204中所述之資料庫及曲線可保存於處理單元13的記憶體中、或保存在與處理單元13連接之處理單元13的外部之記憶體中。

基於圖6所敘述的方法之不同步驟可藉由真空泵2的處理單元13、如同先前所敘述之處理單元13來實施。

再者，根據第三實施例，同時產生基於先前在圖3的基礎上所敘述之壓力的容積評估及基於先前在圖6之基礎上所敘述的功率之容積評估係亦可能的，且因此於這些二參數之基礎上決定最大操作功率。

遍及第一預定時間段，例如一秒，壓力及操作功率的趨勢可使用來偵測抽空之起始。例如，壓力測量係使用作此偵測的優先順序，且功率可被使用作確認。在壓力與功率之間的結果不同之案例中，可發出警報、例如聲音及/或視覺信號。將趨勢為最規律之參數界定為優先順序係亦可能的，也就是說，遍及第一預定時間段，與其趨勢相關聯之差值符號的變化次數為最少(例如，曲線總是上升)之參數。

遍及第二預定時間段、例如10秒，壓力及操作功率的趨勢可獨立地使用來評估待被泵吸之氣體容積。

可比較此二個經評估的容積。

如果二個經評估的容積之間的差異小於預定閾值(此預定閾值可對應於經評估容積之百分比)，經評估容積可對應於二個經評估容積的平均值，或可優先保留藉由其中一方法所評估之容積，例如，藉由趨勢最規則的參數所獲得之容積，也就是說，對於差值表現出最少符號變化(例如，遍及第二預定時間段總是增加或總是減少)的參數。在泵吸期間待被使用之最大功率接著由資料庫或由如先前所述的對應曲線所決定。

如果它們之差異大於預定閾值，即可發出警報，例如聲音及/或視覺信號，且所保留的容積可對應於最大之經評估容積，以便在長時間泵吸的案例中限制過熱之風險。

因此，使用二個不同的參數，即壓力及功率，用於偵測抽空之起始及評估待被泵吸的容積使其可能獲得確認，並因此改進待被泵吸之容積的偵測及評估之可靠性，以甚至更可靠地選擇最大操作功率。

根據圖9中所表示的另一實施例，裝置1包含主真空泵2，也就是說，其排放物在大氣壓力下排出進入空氣，及串聯地定位且於真空泵2上游之輔助真空泵2'。在此「上游」及「下游」位置相對於藉由真空泵2及2'的氣體之吸入口方向所界定。因此，輔助真空泵2'的吸入口9'係連接至腔室3之孔口，且輔助真空泵2'的排放口10'係連接至真空泵2之吸入口9。如於前面的實施例中，壓力感測器12可定位在真空泵2之排放口10處。輔助真空泵2'係包含其自身的馬達之真空泵、例如羅茲類型的容積式真空泵。

圖10表示三條標示為q1、q2及q3之曲線，其分別對應於真空泵2的操作功率隨著時間之趨勢、輔助真空泵2'的操作功率隨著時間之趨勢、及在真空泵2的排放口10之壓力隨著時間的趨勢。例如，真空泵2之排放口10的壓力係藉由感測器12所給與。於圖10中，瞬間t0對應於抽空之起始。其可看出，由瞬間t0開始，真空泵2的操作功率強勁地增加(曲線q1)至時間t2，真空泵2之操作功率由時間t2開始下降。輔助真空泵2'的操作功率直至時間t2之前保持低的，接著強勁地增加。因此，在時間t0與t2之間，主要是真空泵2對抽空有貢獻，且由時間t2開始，真空泵2的貢獻減少，而有利於輔助真空泵。時間t2對應於當腔室3中抵達一定壓力之時刻。其亦可看到，遍及在瞬間t0之後的短時間段，於真空泵2之排放口10的壓力強勁地增加，接著有規律地下降。

如在前面之實施例中，遍及與真空泵2的操作功率及於真空泵2排放口之壓力隨著時間變化的趨勢相關聯之預界定時間段的平均斜率，一方面可使偵測抽空之起始成為可能，且另一方面評估待被泵吸的容積。例如，當真空泵2之操作功率遍及第一預定時間段、例如於100 ms與2秒之間的時間段之趨勢的斜率大於預定閾值時，偵測到抽空之起始。二者擇一地或另外，當在真空泵2的排放口10之壓力遍及第一預定時間段的趨勢之斜率大於(絕對值)另一預定閾值時，可偵測到抽空的起始。

例如，藉由比較真空泵2遍及第二預定時間段(例如在10 s與100 s之間的時間段、尤其是30 s)之操作功率的趨勢之斜率及保存於資料庫中的斜率值來施行待被泵吸容積之評估。

二者擇一地或另外，藉由比較在真空泵2的排放口10遍及第二預定時間段之壓力的趨勢之斜率與保存於資料庫中的斜率值來施行待被泵吸容積之評估。此資料庫亦包含與(壓力曲線或操作功率曲線的)這些斜率值相關聯之待被泵吸容積的值。例如，此資料庫保存在處理單元13之記憶體中。於圖10的範例中，與曲線q1相關聯之斜率p1可使用來決定待被泵吸的容積，且曲線q3之斜率p3亦可使用來決定待被泵吸的容積。在圖10之範例中，與排放口10的壓力相關聯之曲線q3將被優先使用，因為於第二預定時間段期間，其變動係遠較小。因此，在包含待被泵吸容積的腔室與主真空泵2之間，用於控制真空泵的功率之方法亦可使用於與定位在上游的另一泵串聯地連接之主泵。

因此，對真空泵2的操作參數、例如真空泵之操作功率或在真空泵2的排放口10之壓力的監控使其可能偵測抽空之起始，並評估待被泵吸的容積、例如意欲用於製造「晶圓」之腔室3的容積，且因此能夠在抽空期間調整真空泵2之最大操作功率，而不存在真空泵2過熱或跳開的風險。基於真空泵2專注、且在真空泵2之生產期間必需得知真空泵2將連接的腔室3之容積的應用，這使其可能避免工廠中之手動組構。

本發明亦有關包含處理單元13的真空泵2，此處理單元建構來施行根據先前呈現之一實施例控制操作功率的方法之步驟。

1:裝置 2:真空泵 2':輔助真空泵 3:腔室 4:閥門 5:定子 6:第一軸桿 7:第二軸桿 8a:第一轉子 8b:第二轉子 9:吸入口 9':吸入口 10:排放口 10':排放口 12:壓力感測器 13:處理單元 14:級間通道

在閱讀以下作為說明性及非限制性範例所給與之敘述及附圖時，本發明的其他特徵及優點將更清楚地顯現出來，其中：

[圖1]表示連接至腔室之真空泵的示意圖；

[圖2]表示圖1之真空泵的立體示意圖；

[圖3]表示根據第一實施例用於控制真空泵之操作功率的方法之不同步驟的流程圖；

[圖4]表示兩條曲線c1及c2，顯示在抽空期間針對待被泵吸之二個不同容積於真空泵的排放口之壓力隨著時間的趨勢；

[圖5]表示遍及尤其是由圖4之曲線c1或c2所決定的預定時間段、在此為10秒將待被泵吸之容積作為平均壓力斜率的函數之評估曲線；

[圖6]表示根據第二實施例用於控制真空泵的操作功率之方法的不同步驟之流程圖；

[圖7]表示三條曲線p1、p2、p3，顯示用於三個不同待被泵吸的容積之抽空期間遍及真空泵的操作功率之時間的趨勢；

[圖8]表示遍及尤其是由圖7之曲線p1、p2或p3所決定的預定時間段、在此為10秒將待被泵吸之容積作為平均功率斜率的函數之評估曲線；

[圖9]表示二台串聯地連接的泵並連接至腔室之示意圖；

[圖10]表示三條曲線q1、q2、q3，分別表示真空泵及輔助真空泵的操作功率、以及於真空泵之排放口的壓力。

1:裝置

2:真空泵

3:腔室

4:閥門

5:定子

6:第一軸桿

7:第二軸桿

8a:第一轉子

8b:第二轉子

9:吸入口

10:排放口

13:處理單元

G:泵吸的氣體

Claims (13)

1. 一種用於控制真空泵(2)之操作功率的方法，該真空泵建構為連接至想要被泵吸氣體之容積，其中該方法包含： 步驟(102,202)，偵測抽空的起始，其中遍及第一預定時間段，偵測出自以下參數之至少一參數的趨勢： 該真空泵(2)之操作功率， 在該真空泵(2)的排放口(10)所測量之壓力， 與第一預定閾值進行比較， 且當偵測到抽空的起始時， 步驟(103,203)，遍及第二預定時間段，基於出自以下參數之至少一參數的趨勢評估待被泵吸之容積： 該真空泵(2)的操作功率， 在該真空泵(2)之排放口(10)所測量的壓力，及 步驟(104,204)，限制該真空泵(2)之操作功率，其中該真空泵(2)的操作功率作為該評估容積之函數受限制。
2. 如請求項1的方法，其中遍及該第一或第二預定時間段，該參數之趨勢遍及該參數的時間對應於該趨勢之平均斜率。
3. 如請求項1或2的方法，其中待被泵吸之容積的評估包含基於該真空泵(2)之操作功率參數的趨勢所作成之待被泵吸容積的第一次評估(203)、及基於在該真空泵(2)之排放口(10)所測量的壓力參數之趨勢所作成的待被泵吸容積之第二次評估(103)，待被泵吸的容積基於其趨勢遍及該第二預定時間段為最規律之參數而評估為優先。
4. 如請求項1或2的方法，其中當基於在該排放口(10)之壓力參數所評估的容積與基於該真空泵(2)之操作功率參數所評估的容積之間的偏差超過預定值時，發出警報。
5. 如請求項1或2的方法，其中基於該真空泵(2)之操作功率待被泵吸的容積之評估包含該真空泵(2)在該第二預定時間段期間的操作功率之下降的平均斜率之評估、和此經評估斜率及與待被泵吸的不同容積相關聯之節省功率斜率值的比較。
6. 如請求項1或2的方法，其中基於在該真空泵(2)之排放口(10)所測量的壓力評估待被泵吸之容積包含於該第二預定時間段期間評估在該真空泵(2)的排放口(10)所測量之壓力下降的平均斜率、和此經評估斜率及與待被泵吸之不同容積相關聯的節省壓力斜率值之比較。
7. 如請求項1或2的方法，其中該第二預定週期係於3與15秒之間，單獨對於真空泵(2)尤其是10秒。
8. 如請求項1或2的方法，其中針對與輔助真空泵(2')串聯之主真空泵(2)，該第二預定週期係在10與100秒之間，尤其是30秒。
9. 如請求項1或2的方法，其中該第一預定週期係於50 ms與兩秒之間，尤其是一秒。
10. 如請求項1或2的方法，其中待被泵吸之容積對應於連接至該真空泵(2)的吸入口(9)之腔室(3)的容積。
11. 一種真空泵(2)，建構為連接至想要被泵吸氣體之腔室(3)，並包含定位在該真空泵(2)的排放口(10)之壓力感測器(12)，該真空泵(2)包含處理單元(13)，其建構為： 偵測(102,202)抽空的起始，遍及第一預定時間段，偵測出自該等以下參數之至少一參數的趨勢： 該真空泵(2)之操作功率， 在該真空泵(2)的排放口(10)所測量之壓力， 與第一預定閾值進行比較， 且當偵測到抽空的起始時， 遍及第二預定時間段，基於出自該等以下參數之至少一參數的趨勢，評估(103,203)待被泵吸之容積： 該真空泵(2)的操作功率， 在該真空泵(2)之排放口(10)所測量的壓力， 限制(104,204)該真空泵(2)之操作功率作為該評估容積的函數。
12. 如請求項11的真空泵(2)，其中該真空泵(2)係多級主真空泵(2)。
13. 如請求項11或12的真空泵(2)，建構為與輔助真空泵串聯，該輔助真空泵定位於該真空泵之上游。

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